本研究根據金城污水處理廠污水處理所投入之資源，搭配相關報告及文獻資 料，設計污水與污泥再利用情境進行生命週期評估。研究流程圖如圖 1- 1，各章 節名稱及內容分別說明如下：
第一章、 緒論
本章節說明研究動機與研究目的以及研究架構。
第二章、 文獻回顧
首先回顧污水、污泥處理方法及污水、污泥再利用方法，接著回 顧生命週期評估方法應用於污水處理系統之進行方式，包含污水 處理系統範疇界定、盤查分析、衝擊評估方法、結果闡釋，以及 文獻的研究結果，最後是針對研究案例進行背景資料回顧，包括 金門地區水資源狀況、金城污水處理廠之水處理狀況，讓研究方 案設計能更貼近該處理系統。
第三章、 研究方法
本章節介紹污水處理廠之生命週期評估方法，盤查污水處理廠營 運及污水污泥再利用之相關數據，針對實際狀況適地性的修正與 調整。使用衝擊評估方法進行分析後，利用敏感度分析及不確定 性分析使研究結果更明確。
第四章、 結果與討論
本章節闡述污水處理廠及其污水污泥再利用之環境衝擊結果、敏 感度分析結果、不確定性分析結果，進行結果分析與研究討論。
第五章、 結論與建議
最後將評估結果做總結，並提出相關建議。
4
圖 1- 1 研究流程圖
5
第二章 文獻回顧
本研究將文獻回顧分為三階段，首先簡單介紹污水處理廠處理程序，對污水 再利用與污泥再利用進行回顧；第二部分回顧生命週期評估方法於污水處理系統 之應用，包含生命週期評估方法簡介、應用以及過去研究成果；第三部分回顧研 究案例，金門地區和金城污水處理廠的背景資料及現況。
2.1 一般污水處理廠處理程序
污水處理程序依不同污水來源需相對應之處理單元，一般城市污水處理廠的 污水來自於污水下水道所蒐集，包括排自家庭的生活污水、事業廢水及部分工業 廢水，其水質性質依各種比例有差異。污水中通常含有多量有機物質，並可能含 有各種病原菌。
污水處理廠最基本在於能將污水處理至放流水標準，典型二級都市污水處理 廠在一級處理中，藉由降低流速使污水中的沙土及可沉澱性的有機物分離，去除 大部分顆粒物質後，進一步在二級處理中以生物處理單元去除水中有機物，反應 分為好氧性生物處理、厭氧性生物處理以及特殊生物處理，圖 2- 1 為常見二級生 物處理程序。
圖 2- 1 二級生物處理程序
污水處理過程中所產生之污泥有初沉污泥、終沉污泥兩種，初沉污泥為污水 經由污水廠內一級處理，於初級沉澱池產生；終沉污泥為二級處理所產生，含水
6
7
地區一些國家有許多相關的研究，如：義大利、西班牙、希臘等。目前再利用水 多用於農業灌溉、工業、城市清潔、消防、地表水補給、地下水補給(Levine and Asano, 2004)，亦有少數地方將再生水作為直接或間接飲用水。
Mo and Zhang (2013)回顧了污水回收再利用之相關研究，整理出目前再生水 之利用方式：
1. 農業應用
在農業應用上使用再生水，不只減輕水資源不足的負擔，再生水中含有 營養素亦能減少肥料施用。經二級處理後的再生水，可用於非直接食用作物 (需剝皮的果樹)，例如：果園、葡萄園；經三級處理後的再利用水可用於農 作物灌溉。雖然再生水於農業再利用有許多好處，Leverenz et al. (2011 ) 認 為，廢水的來源以及水質有潛在的土壤污染、農作物污染風險，加上農業用 水有季節性變化，冬季用水需求少時需要再生水儲存設備。
2. 城市應用
再生水應用於城市的用途廣泛，二級處理後之再生水可用於受管理的景 觀用水，三級處理後之再生水用於住宅使用為最主要，其他應用包含園林灌 溉(公園、遊樂場、學校)、消防、建築、裝飾噴泉、休閒蓄水、建築物沖廁 等等。但是利用於城市的再生水對於人體暴露風險較高，應特別注意是否有 潛在的健康風險。若使用雙管運輸作為再生水管線，則成本較高。
3. 間接飲用水再利用
將處理後之再生水，補注到地下水、地表水、湖泊或水庫，作為市政用 水。以補注至地下水為例，此利用方式不需要儲存設施，也不會有蒸發損失、
優養化、氣味等問題，亦可以減緩地層下陷及海水入侵。但補注地下水增加 了地下水污染的風險，將外部污染物帶入地下水層，其監測和處理都相當不
8
容易。
4. 工業應用
工業使用再生水有兩種方式，廠內分流回收與工業區匯流回收。前者可 透過法令要求工廠推動節約用水，自行回收廠內廢污水，再生後作為工業製 程或次級用水，以提升廠內製程和整廠用水回收率。此一部分已落實在科學 園區設廠的電子廠商，其製程回收率基本要求至少 85%。大型廢污水廠放流 水再生亦可以做為工業應用，以管線輸送至工廠，好處是水量比較大，可回 收再生水水量比較多，投資費用比較低，缺點是水質比較差，另外必須就近 規劃供水管路(黃，2010)。
5. 直接飲用水再利用
污水處理後之再利用水直接進入分配系統，不像非飲用水再利用，直接 飲用水再利用可以避免雙供水系統輸送水。直接飲用水亦不需要地下水補注，
避免潛在污染風險。直接飲用水再利用有較高的水處理要求，營運成本勢必 增加，以及社會大眾是否能接受使用是必須要面對的問題。
然而，城市污水再利用並沒有廣泛的應用在各個國家，甚至是反對污水再利 用，擔心污染物對人類健康的影響，特別是新興污染物(醫藥、個人護理產品)的 潛在風險(Pasqualino et al., 2011)。
國內基於環保署水污染防治措施及檢測申報管理辦法第四十二條規定，我國 在運用回收廢污水廠放流水時，不考慮與人體有直接接觸之用途，包括再生水補 注至水庫或地下水層作為飲用水水源，因此並無再生水做為飲用水水源之類別，
如表 2- 2。水利署歷年來已針對高雄市、新北市、台南市、台中市和金門縣等多 座都市污水處理廠進行放流水再利用評估，多數污水廠因再生水成本及缺乏使用 對象，其相關規劃均暫緩推動(經濟部水利署，2009a)。
9
表 2- 2 國內外再利用系統類別 國外再利用
系統類別
國內再利用 系統類別
利用內容
1 工業用水 工業再利用 製程用水、冷卻用水、次級用水等
2 生活次級用水 生活次級利用 沖廁用水、消防用水、空調用水等
都市景觀利用 公園、校園、綠帶、住宅綠地等
3 農業用水 農業灌溉利用 農作物灌溉等
4 保育用水 環境休閒利用 湖泊、池塘等
含水層補注利用 地下水補注等
河川涵容維持利用 生態用水等
5 飲用水水源 -- 補注至水庫或地下水層作為飲用水水源
資料來源：經濟部水利署(2009a)
2.2.2 污泥再利用
新興發展國家對於污泥處理方式有嚴格的規定，並隨著經濟考量與環境評 估，適時的選擇和調整污泥處理方式。過去大多數的污泥以焚燒、衛生掩埋，甚 至是更早以前以海拋處理(國際社會皆已禁止)，只有一部分被重複利用於農業 (Hospido et al., 2005)。歐洲國家認為，污泥中含有重金屬及病原體，嚴格的規範 是必要的，訂定出重金屬濃度限值如表 2- 3，如果污泥符合標準並再利用，則是 一個最簡單也最便宜的回收方式。
國內具穩定污泥量並固定對外清運之污水廠，其污泥處置大都以掩埋為主，
其次則是焚化及熱處理等。污泥處理方法應依污泥最終處置方式決定，可將脫水 後污泥經由堆肥、焚化、乾燥等方法安定後，作為農業肥料使用，或是經由焚化、
熔融處理後，作為建設材料。污泥含豐富有機物，作為農業使用可以減少肥料施
10
資料來源：Hospido et al. (2005) 污泥含豐富有機物，作為農業使用可以減少肥料施用，但在使用上有法規的 限制以及應注意的污染預防。污泥做為肥料時，依污泥成分不得有砷、鎘、汞、
鉛等重金屬超過肥料標準，肥料管理法(行政院農業委員會農糧署，2008)中有詳
11
12
熱處理(焙燒)技術 目前國內熱處理(焙燒)之處理方式，主要為處理含 銅 之 有 害 污 泥 ， 其 處 理 流 程 大 致 為 旋 窯 焙 燒(600~700℃)，停留 40~60 分鐘→氧化銅粉，其產 品氧化銅粉含銅量 20%以上，主要出口做為煉銅原料。
熱處理(焙燒)技術 目前國內熱處理(焙燒)之處理方式，主要為處理含銅之 有害污泥，其處理流程為將含銅污泥(或含銅廢液)經酸 鹼中和處理成氫氧化銅或氧化銅，其產品氫氧化銅、硫 酸銅或氧化銅，主要作為化工或冶煉原料。
焚化處理技術 目前國內焚化處理之處理方式，大致以有機污泥與生活
垃圾或事業廢棄物混燒，利用熱值產生蒸汽，節省燃料 使用。
資料來源：行政院環保署(2014)
2.3 生命週期評估
生命週期評估的觀念起源於 1960 年代末期至 1970 年代初期，當時主要應 用在能源利用、資源分析及污染排放估算等。研究首例為 1969 年可口可樂公司 委託 MRI 公司，對其飲料包裝是否以塑膠容器取代玻璃容器做一整體性評估。
近年來永續發展的觀念使國際環保議題備受關注，污染預防的觀念轉變為落實清 潔生產及綠色設計，生命週期評估方法由「由搖籃到墳墓」( Cradle-to-Grave )評 估一項產品或服務，比較生命週期各階段或整體生命週期造成環境衝擊的大小，
進而評估產品在環境影響考量上的優劣表現。
2.3.1 生命週期評估方法簡介
生命週期評估是一種系統化評估工具，將產品、服務或程序從原料取得、製 造、使用和棄置等階段造成的環境影響，量化成環境衝擊。根據國際標準組織 (International Organization for Standardization, ISO) ISO14040 規範標準化分析方 法，生命週期評估主要包含四項步驟如圖 2- 2：目標及範疇界定 (Goal and Scope
13
Definition)、盤查分析(Life Cycle Inventory, LCI)、衝擊評估(Life Cycle Impact
Definition)、盤查分析(Life Cycle Inventory, LCI)、衝擊評估(Life Cycle Impact